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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / A1 · algebra

2017 IMO Shortlist A1

题面据 IMO Shortlist 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

IMO Shortlist 2017 A1 algebra

Let a1,a2,,an,ka_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n}, k, and MM be positive integers such that 1a1+1a2++1an=k and a1a2an=M\frac{1}{a_{1}}+\frac{1}{a_{2}}+\cdots+\frac{1}{a_{n}}=k \quad \text { and } \quad a_{1} a_{2} \ldots a_{n}=M If M>1M>1, prove that the polynomial P(x)=M(x+1)k(x+a1)(x+a2)(x+an)P(x)=M(x+1)^{k}-\left(x+a_{1}\right)\left(x+a_{2}\right) \cdots\left(x+a_{n}\right) has no positive roots. (Trinidad and Tobago)

a1a2anka_{1}、a_{2}、\ldots、a_{n}、kMM 为正整数,使得 1a1+1a2++1an=k 和 a1a2an=M\frac{1}{a_{1}}+\frac{1}{a_{2}}+\cdots+\frac{1}{a_{n}}=k \quad \text { 和 } \quad a_{1} a_{2} \ldots a_{n}=M如果 M>1M>1,证明多项式 P(x)=M(x+1)k(x+a1)(x+a2)(x+an)P(x)=M(x+1)^{k}-\left(x+a_{1}\right)\left(x+a_{2}\right) \cdots\left(x+a_{n}\right) 无正根。 (特立尼达和多巴哥)

提示 1

先把题面里的关系改写成一个干净的代数对象。

提示 2

寻找不变量、对称式或一个可以降次数的替换。

提示 3

最后用判别式、因式分解、单调性或构造把所有可能排完。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2017 年 IMO Shortlist A1 可先归入代数:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?